IEC 602702025 高压试验技术 基于电荷的局部放电测量标准立项发展报告

高压试验技术基于电荷的局部放电测量标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport：High-voltagetesttechniques–Charge-basedmeasurementofpartialdischarges摘要局部放电测量是高压电气设备绝缘诊断与状态评估的核心技术手段，对保障电力系统安全可靠运行具有重要意义。国际电工委员会（IEC）于2025年6月5日正式发布IEC60270:2025《高压试验技术基于电荷的局部放电测量》，该标准取代了IEC60270:2000，成为高压试验技术领域局部放电测量的最新国际规范性文件。本文系统梳理了该标准的立项背景、修订历程、核心技术变化及行业影响，重点分析了标准在数字化测量技术适配、宽频带响应校准、抗干扰能力要求等方面的重大技术更新，并阐述了标准修订的主导单位及其技术贡献。本报告的开展有助于我国高压电气设备制造、检测与运维人员深入理解和准确应用新版国际标准，对推动我国高压试验技术标准体系与国际接轨、提升电力设备质量监督水平具有重要的参考价值和实践指导意义。关键词：局部放电；高压试验技术；IEC60270；电荷测量；绝缘诊断；国际标准；数字化测量AbstractPartialdischargemeasurementisacoretechnicalmeansforinsulationdiagnosisandconditionassessmentofhigh-voltageelectricalequipment,playingasignificantroleinensuringthesafeandreliableoperationofpowersystems.TheInternationalElectrotechnicalCommission(IEC)officiallyreleasedIEC60270:2025*High-voltagetesttechniques–Charge-basedmeasurementofpartialdischarges*onJune5,2025,whichsupersedesIEC60270:2000andservesasthelatestinternationalnormativedocumentforpartialdischargemeasurementinthefieldofhigh-voltagetesttechniques.Thispapersystematicallyreviewsthebackground,revisionprocess,keytechnicalchanges,andindustrialimpactofthestandard,withemphasisonmajortechnicalupdatesindigitalmeasurementtechnologyadaptation,widebandresponsecalibration,andanti-interferencecapabilityrequirements.Theleadingorganizationinvolvedinthestandardrevisionanditstechnicalcontributionsarealsoelaborated.Theimplementationofthisreportwillfacilitateprofessionalsinmanufacturing,testing,andmaintenanceofhigh-voltageelectricalequipmentinChinatobetterunderstandandcorrectlyapplythenewinternationalstandard,providingsignificantreferencevalueandpracticalguidanceforaligningChina'shigh-voltagetesttechnicalstandardswithinternationalpracticesandenhancingthequalitysupervisionofpowerequipment.Keywords:partialdischarge;high-voltagetesttechniques;IEC60270;chargemeasurement;insulationdiagnosis;internationalstandards;digitalmeasurement1引言1.1标准立项背景局部放电（PartialDischarge,PD）是高压电气设备绝缘系统中局部区域发生击穿但尚未形成贯穿性放电通道的一种电气现象。局部放电既是绝缘劣化的重要诱因，也是绝缘状态的关键表征指标。大量运行经验表明，局部放电的长期存在会导致绝缘材料逐渐碳化、蚀损，最终引发绝缘击穿事故。因此，局部放电测量被广泛应用于高压电力设备（如电力变压器、气体绝缘开关设备、电力电缆、互感器等）的出厂试验、交接试验及运行状态监测中，是评估绝缘性能、预警绝缘故障最为敏感和有效的技术手段之一。国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）作为电工电子领域最具权威性的国际标准化组织，自20世纪60年代以来持续制定和完善局部放电测量相关标准。其中，IEC60270作为高压试验技术领域局部放电测量的基础性标准，为全球范围内局部放电的实验室测量和现场测试提供了统一的术语定义、测量原理、试验回路、校准方法和评定准则，被各国广泛采用，并成为诸多行业标准和产品标准引用和参照的基准文件。1.2标准修订的必要性随着电力工业的快速发展和电网规模的持续扩大，高压电气设备在电压等级、容量和结构复杂性等方面均实现了跨越式提升。特高压交直流输电工程的全面建设与投运，对局部放电测量的灵敏度、准确度和抗干扰能力提出了更高要求。与此同时，数字化采样技术、高速信号处理技术和智能诊断算法取得突飞猛进的发展，现代局部放电测量仪器已普遍采用数字化架构，其测量带宽、动态范围和数据处理能力大幅提升。然而，IEC60270:2000版本制定于本世纪初，其技术内容主要基于传统模拟式测量仪器，在数字化测量系统的适用性、宽频带测量的校准方法以及复杂电磁环境下的抗干扰策略等方面已难以完全适应当前技术发展水平。此外，自IEC60270:2000发布以来的二十余年间，IEC相关技术委员会相继制定或修订了一系列与局部放电测量密切关联的标准，如IEC62478（电磁波法和超声波法局部放电测量）、IECTS62478（非电气法局部放电测量）以及IEC60060系列高压试验技术标准等。不同标准之间的术语定义和测量方法存在一定交叉与差异，需要从体系层面加以协调统一。在此背景下，IEC第42技术委员会（IEC/TC42——高压试验技术委员会）于2018年正式启动IEC60270的修订工作，历经数年的技术讨论、试验验证和草案审议，于2025年完成全部修订程序并正式发布。2标准基本信息2.1标准编号及名称-标准编号：IEC60270:2025-标准名称：高压试验技术基于电荷的局部放电测量-英文名称：High-voltagetesttechniques–Charge-basedmeasurementofpartialdischarges-标准状态：现行-发布机构：国际电工委员会（IEC）-发布日期：2025年6月5日-发布年份：2025年-国别：国际组织-语言：英语、法语-ICS分类号：电和磁量值的测量2.2版本沿革IEC60270标准的历史可追溯至1968年首次发布的IEC270《局部放电测量》。此后经历多次修订：1981年发布第二版，2000年发布第三版（即IEC60270:2000），该版本作为国际上最具影响力的局部放电测量标准之一，被全球广泛采用。2025年发布的IEC60270:2025为该标准的第四版，也是最新版本。IEC60270:2025在继承IEC60270:2000基本框架和核心测量原理的基础上，对多项关键技术内容进行了系统性修订与完善。主要修订内容包括：新增和修订了与数字化测量相关的术语定义，完善了宽频带测量仪器的校准方法，增强了抗干扰措施的相关要求，更新了试验回路和耦合装置的技术规定，并进一步明确了测量不确定度的评定方法。3标准主要内容及技术要点3.1范围与适用对象IEC60270:2025规定了基于电荷原理的局部放电测量的通用技术要求，适用于交流电压下电气设备绝缘系统中局部放电的测量。该标准规定了局部放电测量的术语定义、测量原理、试验回路配置、测量仪器要求、校准方法及测量程序等核心内容，适用于频率在50Hz和60Hz的交流电压下所进行的局部放电测量，也适用于其他频率交流电压下的测量（值需经协议确认）。该标准适用于型式试验、出厂试验和现场试验等多种测试场景。3.2术语与定义标准对局部放电测量领域的核心术语进行了明确定义，包括局部放电、视在电荷、测量带宽、截止频率、背景噪声等。与前一版本相比，2025版重点对以下术语进行了新增或更新：-视在电荷：在被试品端子间注入的、使测量仪器产生与局部放电实际发生时相同读数的电荷量，以皮库（pC）为单位。-测量带宽：局部放电测量仪器的频率响应范围，由下限截止频率和上限截止频率确定。-数字化测量带宽：基于数字化采样原理的测量仪器的等效分析带宽，需明确采样率与抗混叠滤波器的综合作用效果。-重复率：单位时间内出现的局部放电脉冲次数。-背景噪声水平：在无局部放电条件下，测量回路中观测到的干扰信号幅度。3.3测量原理与试验回路IEC60270:2025规定的局部放电测量基于电荷测量的基本原理，即通过检测局部放电发生时被试品两端出现的瞬态电压变化或回路中的脉冲电流，经耦合装置提取信号并换算为视在电荷量。标准规定的典型试验回路包括并联回路、串联回路和桥式回路三种基本形式。2025版对试验回路的选取原则、元件参数匹配要求和回路寄生参数影响抑制措施进行了进一步明确。新版标准特别强调了数字化测量条件下试验回路阻抗匹配的问题。在高频数字化采样系统中，回路分布电容、引线电感和接地阻抗对测量结果的影响比模拟测量系统更为敏感，标准对此提出了更为严格的回路布置建议和验证要求。3.4测量仪器要求IEC60270:2025对局部放电测量仪器的性能要求进行了全面更新，核心变化体现在以下方面：频率响应要求：标准将测量仪器划分为窄带测量仪和宽带测量仪两种类型，并分别规定了频带特征参数。窄带仪器的中心频率和带宽应满足标准规定的优选值，宽带仪器的下限截止频率和上限截止频率应满足规定范围。2025版对宽带测量仪器的上限截止频率要求进行了适当扩展，以适应数字化仪器更高的采样分析能力。脉冲分辨能力：标准规定测量仪器应具备足够的时间分辨率以区分紧密相邻的局部放电脉冲，并规定了脉冲分辨时间的具体测试方法。线性度与稳定性：测量仪器的刻度因数在校准后的一定时间内的稳定性、在不同量程范围内的线性度均需满足标准规定的要求。数字化测量仪器的附加要求：这是2025版新增的重要内容。标准对基于数字化采样的局部放电测量仪器提出了如下技术要求：（1）采样率应满足奈奎斯特采样定理的要求，确保局部放电脉冲波形能够被准确重构；（2）抗混叠滤波器应在采样之前有效抑制高于奈奎斯特频率的频率分量；（3）模数转换器的有效位数应保证足够的动态范围和测量精度；（4）数字信号处理算法（如脉冲峰值检测、波形参数提取）应经过验证并具有可追溯性。3.5校准方法校准是保证局部放电测量结果准确性的关键环节。IEC60270:2025在继承传统校准原理的基础上，对校准方法进行了重要更新。标准明确规定：局部放电测量仪器应使用校准脉冲发生器进行校准，校准脉冲发生器应能够产生具有已知电荷量的阶跃电压脉冲，其上升时间应足够短（通常小于60ns），以保证校准结果的准确性。2025版标准新增了对数字化测量系统校准的详细指导，包括：（1）校准过程中应验证数字化信号处理链路的端到端增益和相频特性；（2）对宽频带数字化仪器，建议进行多点频率校准以验证频率响应的平坦度；（3）校准记录的数字化存储与可追溯性要求。此外，标准还明确了校准过程中校准器的连接位置、校准脉冲注入方式以及校准验证的合格判据。3.6抗干扰措施现场局部放电测量中，干扰抑制是保证测量有效性的关键问题。IEC60270:2025系统性地总结和补充了局部放电测量的抗干扰技术措施，包括：-频率选择：合理选择测量频带以避开主要的窄带干扰频率-时间窗技术：利用电压相位信息区分局部放电脉冲与周期性干扰（如晶闸管换流噪声）-差分平衡回路：通过桥式回路或双传感器差分方式抑制共模干扰-门控技术：在特定时间区间（如高压端操作或换相期间）屏蔽测量信号-数字信号处理：利用脉冲波形特征、时频分析等方法实现干扰与局部放电信号的分离2025版标准特别增加了对数字化抗干扰技术的指导性内容，包括基于脉冲波形时域特征的干扰识别方法、基于多通道同步测量的干扰定位与抑制方法等。3.7测量不确定度测量不确定度的评定是现代测量标准的重要内容。IEC60270:2025进一步完善了局部放电测量不确定度的评定框架，明确了不确定度来源的识别（包括校准误差、仪器读数误差、回路参数影响、环境因素等）、不确定度分量的量化方法以及合成不确定度的计算方法。标准建议在局部放电测量报告中包含测量不确定度信息，以提升测量结果的可比性和可信度。4主要修订内容对比分析与IEC60270:2000相比，IEC60270:2025的主要技术变化可归纳为以下几个方面：（1）适用范围与技术定位的更新：明确标准聚焦于基于电荷的局部放电测量方法，与基于电磁波、超声波等非电荷原理的测量方法在标准体系层面形成互补与衔接。（2）数字化测量技术的系统性纳入：新增了数字化测量仪器的术语定义、性能要求和校准方法，使标准适用于现代数字化局部放电测量系统。（3）校准方法的精细化与扩展：细化校准程序，增加数字化系统校准指导和校准记录可追溯性要求。（4）抗干扰措施的丰富与完善：纳入近年发展成熟的数字抗干扰技术，提升标准对复杂现场条件的适配性。（5）测量不确定度要求的强化：增加测量不确定度的评定指导，推动局部放电测量由"读数"向"测得值"的规范化过渡。（6）与其他IEC标准的协调性提升：与IEC60060系列、IEC62478等标准之间的术语引用和技术衔接更加明确。5主要修订单位介绍IEC60270:2025由国际电工委员会第42技术委员会（IEC/TC42——高压试验技术委员会）归口管理，由该技术委员会下设的WG11工作组（高压试验技术——局部放电测量）具体负责修订工作。IEC/TC42成立于20世纪50年代，是IEC内负责高压试验技术标准化的专业技术委员会，其工作范围涵盖高压试验方法、试验设备、测量系统以及相关试验程序等。TC42制定的标准包括IEC60060系列（高压试验技术）、IEC60270（局部放电测量）、IEC61083（冲击和工频试验用数字记录仪）等，是高压电气领域最具影响力的国际标准体系之一。WG11工作组由来自德国、中国、日本、瑞士、瑞典、加拿大、意大利等国专家组成，成员包括国际知名高压试验室的研究人员、电力设备制造企业的技术专家和独立检测机构的专业技术人员。工作组在充分收集各国实际应用经验和技术研究成果的基础上，经过多轮工作组会议讨论和草案表决，最终形成了IEC60270:2025的正式文本。在中国的参与方面，中国电力科学研究院有限公司、西安高压电器研究院股份有限公司等国内权威机构长期参与IEC/TC42的相关工作，中国专家在局部放电数字化测量、特高压设备局部放电检测等领域的实践经验和研究成果已对国际标准制修订产生重要影响。6标准实施意义与展望6.1实施意义IEC60270:2025的发布实施对全球高压试验技术和电力设备制造检测领域具有重要的现实意义。在技术层面，该标准为数字化局部放电测量系统的性能评估和校准提供了统一的技术准则，有助于提升测量数据的准确性、可比性和可追溯性。在产业层面，标准为高压电力设备制造商、检测机构和电网运维单位提供了明确的技术依据，有利于规范市场秩序和促进公平贸易。在安全层面，更加科学和精确的局部放电测量有助于更早发现绝缘缺陷、更准确评估绝缘状态，从而有效降低设备故障风险。对我国而言，IEC60270:2025的发布既带来机遇也提出挑战。一